JP2004314258A - Throw-away type drilling tool - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スローアウェイチップ(以下、チップという)を装着するスローアウェイ式穴明け工具(以下、穴明け工具という)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の穴明け工具において、底刃が外周刃と中心刃とから構成されるものがある。この種の第1の従来穴明け工具を図9および図10に示す。図9(a)と(b)はそれぞれこの穴明け工具の先端部正面図と背面図であり、図10は図9に示す穴明け工具の外周刃と中心刃の回転軸線O回りの回転軌跡である。
【0003】
図9に示すように、第1の従来穴明け工具は、工具本体1が棒状をなし、その回転軸線O方向後端には柄部(図示しない)を備え、また、その先端から後端に向かっては、軸中心Pに対してほぼ対称の位置に第1フルート溝3および第2フルート溝4が形成されている。これらの第1および第2フルート溝3、4には、チップ座5が形成され、このチップ座5内には、中心刃7Aおよび外周刃7Bとして使用されるチップ7が中央取付け穴8を利用して、ねじ9により固定されている。
【0004】
チップ7は、図9および図10に示すように、略平行四辺形平板状をなすポジタイプのチップ7であり、中心刃7Aおよび外周刃7Bとして兼用されるものである。チップ7は、2つの対向する回転対称的な端部を有し、一方の長手方向の対向端部は、長辺の辺稜部切れ刃7aと短辺のコーナ部切れ刃7bで形成され、他方の対向端部は、長辺の辺稜部切れ刃7cと短辺のコーナ部切れ刃7dで形成されている。辺稜部切れ刃7a、7cとコーナ部切れ刃7b、7dとは、鈍角の交差するV字状の切れ刃稜線を形成する。隣り合うコーナ部切れ刃7b、7dの交差部には、コーナ刃11が形成されている。
【0005】
中心刃7Aは、長辺の辺稜部切れ刃7cとこの辺稜部切れ刃7cに隣接して内周側に位置する短辺のコーナ部切れ刃7dとを底刃とし、外周刃7Bは、長辺の辺稜部切れ刃7aとこの辺稜部切れ刃7aに隣接してその外周側に位置する短辺のコーナ部切れ刃7bとが底刃とされる。底刃とされたコーナ部切れ刃7bにコーナ刃11を介して隣接するコーナ部切れ刃7dは、バックテーパとしての役割を有するよう工具本体の回転軸線Oに対して逃げ角εの角度で傾斜して配置している。さらに、前記中心刃7Aと前記外周刃7Bとは、辺稜部切れ刃7cと辺稜部切れ刃7aが該穴明け工具の回転軸線Oを含む平面上の回転軌跡において互いに交差されるよう配設され、かつ前記交差される点Sは、外周刃7Bによる切削幅が中心刃7Aによる切削幅より短くなるようチップ7が組込まれている。
【0006】
このような構成の穴明け工具は、中心刃7Aが前記交差される点Sより内周側を切削し、外周刃7Bが上記点Sより外周側を切削することにより穿孔していく。そして、前記外周刃7Bのコーナ刃11のみが穿孔する穴の内壁を切削することになる。(例えば、特許文献1参照)
【0007】
また、この種の第2の従来穴明け工具として、特に加工穴の抜け際などにおいて高い直進性を確保するためにガイドパッドが備えられた工具がある。その穴明け工具を図11および図12に示す。図11はこの穴明け工具の先端部正面図であり、図12はこの穴明け工具の先端視側面図である。この従来穴明け工具は、工具本体1が回転軸線Oを中心とした外形略多段円柱状をなし、その後端部には、鍔状に形成されたフランジ部(図示しない)を介して、当該工具本体1を工作機械の主軸に把持するためのシャンク部(図示しない)が形成されるとともに、フランジ部よりも先端側の外周部には、このフランジ部の先端面から当該工具本体1の先端面にかけて、後端側に向かうに従い工具本体1の回転方向Kの後方側に向けて回転軸線O回りに螺旋状に捩れる一対のフルート溝3、4が、回転軸線Oを挟んで互いに反対側に形成されており、特にこれらのフルート溝3、4は、工具本体1の先端部15において回転軸線Oに直交する断面が略L字状を呈するように形成されている。
【0008】
さらに、この工具本体1の先端部15においては、その内周側の先端内周部15Aが、これよりも外周側の先端外周部15Bよりも一段先端側に突出して、回転軸線Oを中心とした略円板状をなすように形成されており、フルート溝3、4は上記先端部15においてその溝深さがこの先端内周部15Aにまで達するように形成されている。そして、これらフルート溝3、4の工具回転方向K側を向く壁面の先端内周部15Aおよび先端外周部15Bにおけるそれぞれの先端部分にはチップ座5が形成されていて、これらのチップ座5にチップ7が、その切れ刃7a、7b、7c、7dを上記先端内周部15Aおよび先端外周部15Bにおける工具本体1の先端面から僅かに突出させて、ねじ9により着脱可能にそれぞれ取付けられている。これらのチップ7は、超硬合金等の硬質材料により互いに同形同大の略菱形平板状に形成されたものであって、その一方の菱形面がすくい面とされるとともに、該すくい面の4つの辺稜部には、鈍角に曲折して外側に凸となる上記切れ刃7a、7b、7c、7dがそれぞれ形成されており、その曲折点が最先端に位置するようにして切れ刃7a、7b、7c、7dを先端側に向け、チップ座5に取付けられている。
【0009】
先端内周部15Aと先端外周部15Bとの双方において、一方のフルート溝3に形成されたチップ座5に取付けられるチップ7は、その辺稜部切れ刃7c、7dが内周側に偏るように配置される一方、逆に他方のフルート溝4のチップ座5に取付けられるチップ7の辺稜部切れ刃7a、7bは、外周側に偏って配置され、しかもこれらの辺稜部切れ刃7a、7b、7c、7dはその回転軸線O回りの回転軌跡が該回転軸線Oに対する径方向に連続するようにされている。なお、最も内周側に位置する上記一方のフルート溝3の先端内周部15Aに取り付けられる中心刃7Aの辺稜部切れ刃7c、7dは、その内周端が回転軸線Oを越えて他方のフルート溝4側に僅かにオーバーセンターとなるようにされ、また最も外周側に位置する他方のフルート溝4の先端外周部15Bに取り付けられた外周刃7Bのコーナ刃11の回転軸線O回りの外径が、この穴明け工具の外径Dとなる。さらに、工具本体1の外周面において、周方向における上記一対のフルート溝3、4間の略中央部に、一対の凹溝20がやはり回転軸線Oを挟んで互いに反対側に該回転軸線Oに平行に形成されていて、これらの凹溝20には真鍮製のガイドパッド21がパッド止めねじ22によって着脱可能に取り付けられており、これらのガイドパッド21は、その外周面が工具本体1の先端部の外周面から僅かに突出して、上記外径Dよりも僅かに小さな外径で回転軸線Oを中心とした円弧面をなすようにされている。なお、上記凹溝20は、回転軸線O方向においては、先端外周部15Bにおける工具本体1の先端面よりも僅かに後退した位置から、回転軸線Oに平行に延びる該凹溝20と螺旋状に捩れるフルート溝3、4が交差する直前まで形成されており、従ってガイドパッド21も回転軸線O方向においてはこの工具本体1先端側の範囲内にのみ配設されることとなる。(例えば、特許文献2参照)
【0010】
【特許文献1】
特開平10−029108号公報(第3頁乃至第5頁、図1乃至図3)
【特許文献2】
特開2002−239822号公報(第3頁乃至第5頁、図1乃至図3)
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
上述した第1の従来穴明け工具では、外周刃7Bに該工具の径方向の軸中心Pに向く背分力が生じるとともに、この背分力の方向に該工具本体1は撓みを生じる。その結果、コーナ刃11の外径が縮小することになり加工穴径は縮小する。また、穴明け加工を継続するにつれ前記コーナ刃11が摩滅する場合にも前記コーナ刃11の外径が縮小することとなり、加工穴径は縮小していく。さらに、高送り加工のような該穴明け工具への負荷の高い加工においては、該穴明け工具がふれ回り(いわゆる歩行運動)が生じ、加工穴径が不安定となり、場合によっては中心刃7A、外周刃7Bがチッピングしたり欠損したりするおそれがあった。
【0012】
上述した第2の従来穴明け工具は、加工穴の抜け際において、該工具本体1の直進性を確保することが可能であるものの、前記外周刃7Bの背分力方向の工具本体1の撓みを効果的に抑制するものとはいえなかった。また、前記コーナ刃11の摩滅による加工穴径の縮小を抑制する有効な対策もなされているとはいえなかった。
【0013】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、その目的は、穴明け加工における加工穴径の縮小を改善した穴明け工具を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の穴明け工具は、回転軸線(O)回りに回転される略円柱状の工具本体の先端部に、複数のスローアウェイチップが、互いの切れ刃の上記回転軸線(O)回りの回転軌跡が径方向に連続するように該径方向にずらされて着脱可能に取り付けられてなるスローアウェイ式穴明け工具において、回転軸線中心(P)を基準として該穴明け工具の最外周部に形成されたコーナ刃と対称な位置から該穴明け工具の円周方向に−10°〜10°の範囲に少なくとも1つのガイドパッド又はさらい刃が該工具本体の外周面から突出して設けられていることを特徴とするスローアウェイ式穴明け工具である。
【0015】
上述した構成の穴明け工具において、該工具本体の先端部外周に、該工具本体の回転軸線(O)方向に沿って設けられたガイドパッドは、加工穴内壁に摺接することによって該工具本体を支持し直進性を向上させる。さらに、前記ガイドパッドは、該工具本体の上記回転軸線(O)を基準としてコーナ刃と対称な位置を中心にして円周方向に−10゜〜10゜の範囲に配設されるので、該工具本体を前記コーナ刃の背分力の作用方向に対向して支持することになり、該工具本体の撓みを効果的に抑制し、上記撓みによる前記コーナ刃の外径の縮小を効果的に抑制できる。よって、加工穴径の縮小が大幅に抑制されることになる。また、高送り加工したとき高い切削抵抗が生じることにより該穴明け工具のふれ回りを抑制し、加工穴径の拡大、中心刃や外周刃の損傷を改善する。
【0016】
また、上述した構成の穴明け工具において、該工具本体の先端部外周に設けられたさらい刃は、該工具本体の回転軸中心(P)を基準としてコーナ刃と対称な位置を中心にして−10゜〜10゜の範囲に配設されたときには、前記コーナ刃の背分力を一部打ち消すように作用し、該工具本体をより効果的に支持し且つ該工具本体1の撓みを抑制する。また、前記さらい刃は、上記撓みによりコーナ刃の外径が縮小したとき、その縮小と略同一な量だけ径方向外側へ突出し、加工穴内壁を切削するので加工穴径の縮小を効果的に抑制できる。また、コーナ刃が摩滅によって外径が縮小したときにも、さらい刃は前記コーナ刃より相対的に径方向外側へ突出し、加工穴内壁を切削するので加工穴径の縮小を抑制する。
【0017】
上記穴明け工具において、前記ガイドパッドは、該工具本体の径方向に移動可能に装着され、前記ガイドパッドの最外周部の前記コーナ刃の最外周部に対する半径の差が−0.2mm〜0mmの範囲に調整可能とされるのが好ましい。そうすれば、上記半径の差が−0.2mm以上であれば、前記ガイドパッドは、加工穴内壁と摺接し工具本体の撓みを抑制するので、前記加工穴径の縮小を抑制する。上記半径の差の絶対値が0mmに近づけば、前記ガイドパッドの工具本体の撓みを抑制する作用はより高くなり、さらに、前記ガイドパッドは、前記コーナ刃が摩滅したときには、前記コーナ刃を径方向外側に突出させるように作用し、加工穴径の縮小を抑制する。しかし、上記半径の差は、0mmを越えると加工穴径が拡大するので、0mm以下とするのが望ましい。
【0018】
また、上記穴明け工具において、前記ガイドパッドは前記コーナ刃よりも該工具本体の回転軸線(O)方向後方側に設けられるのが好ましい。前記ガイドパッドをコーナ刃よりも該工具本体の回転軸線(O)方向後方側に設けたときには、前記ガイドパッドはコーナ刃が加工穴から抜ける際にも該工具本体の撓みを抑制する効果を持続する。よって、加工穴の抜け際における前記加工穴径の縮小を抑制し、且つ、該工具本体のふれ回りを抑制し外周刃と中心刃の欠損を防止する。
【0019】
上記穴明け工具において、前記さらい刃は、該工具本体の径方向に移動可能に装着され、前記さらい刃の最外周部の前記コーナ刃の最外周部に対する半径の差が−0.2mm〜0.2mmの範囲に調整可能とされるのが好ましい。上記半径の差が−0.2mm未満では前記さらい刃が加工穴内壁を切削しなくなり、加工穴径の縮小を抑制する効果がなくなる。上記半径の差が0.2mmを越えると前記さらい刃の径方向切込みが過大となり、所望する加工穴径より径大となってしまう。さらに、前記さらい刃は、加工穴内壁に対して径方向切込みの微小な仕上げ切削をするので、前記加工穴内壁の仕上げ面あらさを向上させ、先行切削した外周刃が抜け際で発生させたばりを仕上げ切削し除去する。
【0020】
また、上記穴明け工具において、前記さらい刃は、前記コーナ刃よりも該工具本体の回転軸線(O)方向後方側に設けられるのが好ましい。そうすれば、コーナ刃が加工穴から抜ける際にも、該工具本体を支持する効果と、加工穴径の縮小を抑制する効果と、を維持する。
【0021】
さらに、上述した穴明け工具において、前記さらい刃の稜線に沿ってチャンファホーニングが形成され、前記さらい刃の切れ刃直角断面において、上記チャンファホーニングは、すくい面とのなす角度(β1)が15゜〜60゜、且つ、すくい面における幅(W1)が0.1mm〜1.0mmの範囲に形成されるのが好ましい。これは、上記角度(β1)が15゜未満、又は、上記幅(W1)が0.1mm未満では、前記さらい刃が加工穴内壁を切削したときの背分力が、コーナ刃に生じる背分力に対して過小となり、前記背分力を打ち消す効果が得られなくなるためであり、上記角度(β1)が60゜より大きいか、又は、上記幅(W1)が1.0mmより大きいと、前記さらい刃の背分力が過大となり、該穴明け工具にびびりが生じるためである。
【0022】
また、上述した穴明け工具において、前記さらい刃の稜線に沿ってランドが形成され、前記さらい刃の切れ刃直角断面において、前記ランドは、直線状をなし、すくい面の法線に対する角度(β2)が0゜〜15゜、且つ、逃げ面における幅(W2)が0.5mm〜2.0mmの範囲に形成されるのが好ましい。これは、上記角度(β2)が0゜未満、又は、上記幅(W2)が2.0mmより大きいと、ランド部が加工穴内壁と強く摺接し、さらい刃の背分力が過度に高まり該穴明け工具にびびりが生じてしまうからであり、上記角度(β2)が15゜より大きいか、又は、上記幅(W2)が0.5mmより小さくなると、ランドが加工穴内壁と接触せず、前記さらい刃の背分力がコーナ刃の背分力に対して過小となり、前記背分力を打ち消す効果が得られなくなるためである。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明に係る穴明け工具の第1実施例を図1乃至図8を参照しながら説明する。図1はガイドパッドを設けた穴明け工具の先端部の正面図である。図2は図1に示す工具の先端視側面図である。図3(a)は図1に示す穴明け工具の背面図であり、図3(b)および(c)は図1に示す穴明け工具の(フルート溝3側に設けられた)ガイドパッドの詳細図である。図4は図1に示す工具の上側面図、図5は図1に示す工具の下側面図である。図6(a)は図1のA−A断面図、図6(b)は図1のB−B断面図である。図7(a)および(b)は図1に示す工具の一部分解斜視図である。図8(a)はさらい刃を設けた穴明け工具の背面図であり、図8(b)はさらい刃の変形例の図であり、図8(c)は図8(a)に示す穴明け工具の(フルート溝3側に設けられた)さらい刃詳細図である。
【0024】
第1実施例において工具本体1は、回転軸線Oを中心とする丸棒状をなし、図示しない後端側(図1では右側)にはフランジ部を介して、該工具本体1を工作機械の主軸に把持するためのシャンク部が形成される。前記フランジ部より先端側の外周部には、該工具本体1の先端面から前記フランジ部に向かうにしたがって該工具本体1の回転方向K後方側に向けて回転軸線O回りにねじれる一対のフルート溝3、4が形成される。前記フルート溝3、4は、図2に示すように断面形状が略L字状をなし、お互いに回転軸線Oを中心として反対側に形成され、該工具本体1の回転方向Kを向く壁面がチップ座5の形成されるチップ座形成面とされ、上記回転方向K後方に向く壁面をヒール形成面とされる。
【0025】
該工具本体1の先端部には、フルート溝3、4のチップ座形成面に、上記回転方向K後方側に凹状をなすチップ座5が形成され、前記チップ座5に切れ刃を有するチップ7がねじ9によって固着される。図1および図3に示すように前記チップ7は、略平行四辺形平板状をなすチップ7であり、2つの対向する回転対称な端部を有し、一方の長手方向の対向端部は、長辺の辺稜部切れ刃7aと短辺のコーナ部切れ刃7bで形成され、他方の対向端部は、長辺の辺稜部切れ刃7cと短辺のコーナ部切れ刃7dで形成されている。
【0026】
中心刃7Aは、長辺の辺稜部切れ刃7cとこの辺稜部切れ刃7cに隣接して内周側に位置する短辺のコーナ部切れ刃7dとを底刃とし、外周刃7Bは、長辺の辺稜部切れ刃7aとこの辺稜部切れ刃7aに隣接してその外周側に位置する短辺のコーナ部切れ刃7bとが底刃とされる。底刃とされたコーナ部切れ刃7bにコーナ刃11を介して隣接するコーナ部切れ刃7dは、バックテーパとしての役割を有するよう工具本体の回転軸線Oに対して逃げ角を付与するように傾斜して配置している。さらに、前記中心刃7Aと前記外周刃7Bとは、辺稜部切れ刃7cと辺稜部切れ刃7aが該穴明け工具の回転軸線Oを含む平面上の回転軌跡において互いに交差されるよう配設されている。
【0027】
該工具本体1の先端部には、図2および図3に示すように回転軸線Oを中心として前記外周刃7Bの最外周部に形成されるコーナ刃11と対称な位置から該工具の回転方向Kに−10゜〜10゜の円周方向の範囲に少なくとも1つのガイドパッド21Aが回転軸線O方向に沿い、且つ、該工具本体1の外周面から突出して設けられる。この実施例では上記対称な位置に第1のフルート溝3が形成されているため、前記ガイドパッド21Aは、上記対称な位置に対して上記回転方向Kに負の角度(上記回転方向Kと逆方向)ずれた位置に設けられるとともに、図3に示すように前記コーナ刃11よりも回転軸線O方向後方側に設けられている。また、前記ガイドパッド21Aは、図7に示すように該工具本体1の外周面に凹設されたガイドパッド取付溝20Aへねじ22によって着脱自在に固着され、例えば前記ガイドパッド21Aと上記取付溝20Aとの間にスペーサ23Aが狭着され、前記スペーサ23Aの厚みを変えることにより前記ガイドパッド21Aの外周面21aの外径が調整自在とされる。また、前記ガイドパッド21Aは、回転軸線Oに直交する断面において、図6(b)に示すようにその外周面21aが該穴明け工具のコーナ刃11の外径より小さな外径の円弧面をなすように形成され、回転軸線O方向では長さL1の直線状をなすように形成される。
【0028】
このような穴明け工具では、前記ガイドパッド21Aは、前記外周刃7Bの背分力に対向して該工具本体1を支持するため、該工具本体1の撓みを効果的に抑制することができる。よって、上記撓みによる前記コーナ刃11の外径の縮小を効果的に抑制し、加工穴径の縮小を大幅に抑制することができる。そして、前記ガイドパッド21Aの外周面21aの最外周部の前記コーナ刃11の最外周部に対する半径の差は、−0.2mm〜0mmの範囲で適宜調整可能とされる。上記半径の差が−0.2mm未満ではガイドパッド21Aが加工穴内壁と摺接しなくなり、加工穴径の縮小を抑制する効果が得られなくなる場合があり、上記半径の差が0mmより大きくなると加工穴径が拡大するという問題が生じる。また、前記ガイドパッド21Aは、コーナ刃11よりも該工具本体1の回転軸線O方向後方側に設けられるので、コーナ刃11が加工穴から抜ける際にも該工具本体1の撓みを抑制する効果が持続し、前記加工穴径の縮小を抑制するとともに該工具本体1の直進性を維持し外周刃7Bと中心刃7Aの欠損を防止する。
【0029】
前記ガイドパッド21Aの外周面21aの回転軸線O回りの回転形状は、図3(b)に示すように回転軸線O方向の長さL1の直線状をなし、前記L1は1.5mm〜5.0mmの範囲に設定されるのが好ましい。この理由は、上記1.5mm未満では上記外周面21aと加工穴内壁との回転軸線O方向の摺接範囲が狭くなることから該工具本体1を支持する効果が充分得られなくなるからであり、上記5.0mmを越えると上記外周面21aと加工穴内壁との摺接が強まり該穴明け工具への負荷(抵抗)が高くなるからである。なお、ガイドパッド21Aの外周面21aの回転軸線O回りの回転形状は、図3(c)に示すように、例えば曲率半径R1の円弧状であってもよい。そうすれば、該工具本体1に撓みが生じ上記外周面21aが回転軸線Oに対して傾斜した場合にも、上記外周面21aを形成する円弧が加工穴内壁と接するので、前記加工穴内壁の仕上げ面あらさを劣化させることがない。また、上記外周面21aを加工穴内壁へ押圧する力の大きさに応じて、上記外周面21aは前記加工穴内壁と摺接する領域が変動するので、前記ガイドパッド21Aは上記押圧する力と略均衡する力を該工具本体1へ作用し、該工具本体1を支持する。なお、上記外周面21aの上記回転形状の上記曲率半径が50mm未満では、上記外周面21aは加工穴内壁と摺接する領域が狭くなり該工具本体1を支持する効果が不十分となり、上記曲率半径R1が1000mmを越えると、上記外周面21aの回転軸線Oに対する傾きの影響を排除できず、加工穴内壁の仕上げ面あらさを劣化させるので、上記曲率半径R1は50mm〜1000mmの範囲とするのが好ましい。特に好ましくは、上記曲率半径R1が50mm〜500mmの範囲である。そうすれば、ガイドパッド21Aの外周面21aの回転軸線Oに対する傾きの管理が簡易なうえ加工穴内壁の仕上げ面あらさが安定する。
【0030】
ガイドパッド21Aは、図2に示すように外周刃7Bの該工具本体1の回転軸線Oを基準とし略対称な円周方向の位置に1つのガイドパッド21Aが設けられるとともに、外周刃7Bの位置を基準にして該穴明け工具の円周方向に−10゜〜10゜の範囲に(前記1つのガイドパッド21Aに略対称な円周方向の位置に)もう1つのガイドパッド21Aが設けられてもよい。そうすれば、2つのガイドパッド21Aにより、該工具本体1は前記外周刃7Bの背分力の作用する方向によりいっそう支持され撓みが抑制されることになり、加工穴径の縮小が大幅に改善される。さらに、図2に示すように、ガイドパッド21Bが外周刃7Bおよび中心刃7Aの法線方向(図2の横方向)後方の該工具本体1外周に設けられてもよい。そうすれば、前記ガイドパッド21Bは、外周刃7Bおよび中心刃7Aの主分力方向に該工具本体1を支持し、前記主分力方向の撓みを抑制する。これは、上述したガイドパッド21Aによる外周刃7Bの背分力方向の撓みを抑制する効果と相まって加工穴径の縮小をより効果的に抑制できる。よって、高送り加工したときに該穴明け工具のふれ回りを抑制し、加工穴径を安定させ、中心刃7A、外周刃7Bの切れ刃損傷を改善する効果が得られる。
【0031】
また、前記ガイドパッド21Aの代わりに、図8に示すようにさらい刃31aが設けられてもよい。前記さらい刃31aは、上述したガイドパッド21Aと略同一の円周方向の位置に設けられ、例えば、多角形平板状をなすチップ31の上面の辺稜部に形成されている。前記チップ31は、上面31bよりねじ10によって該工具本体1に着脱自在に固着される。そして、前記チップ31の1つの辺稜部は、回転軸線Oに略平行をなし、さらに該工具本体1の外周面から突出する。前記チップ31を該工具本体1に直接固着されてもよいが、図8に示すようにカートリッジ30を介して該工具本体1に固着されるのが好ましい。そうすれば、前記カートリッジ30は、該工具本体1に設けられた着座面20Aとの間にスペーサ23Aを狭着し、該工具本体1の径方向よりねじによって着脱自在に固着され、前記スペーサ23Aの厚みを適宜変更することによって、前記さらい刃31aの外径が調整自在となる。例えば、前記さらい刃31aの回転軸線O回りの回転形状は、図8(b)に示すように該工具本体の外周面から突出し、且つ、回転軸線Oと略平行な直線状に形成されるのがよい。
【0032】
上述した構成によれば、該工具本体1の先端部外周に設けられたさらい刃31aは、該工具本体1の回転軸中心Pを基準としてコーナ刃11と対称な位置を中心にして円周方向に−10゜〜10゜の範囲に配設されるので、前記さらい刃31aは、加工穴内壁を切削したときに生じる背分力が前記コーナ刃11の背分力を一部打ち消すように作用するので、該工具本体1を支持し該工具本体1の撓みを抑制する。また、前記さらい刃11は、上記撓みによりコーナ刃11の外径が縮小したとき、その縮小と略同一な量だけ径方向外側へ突出し、加工穴内壁を切削するので加工穴径の縮小を効果的に抑制できる。また、コーナ刃11が摩滅によって外径が縮小したときにも、さらい刃31aは前記コーナ刃11より相対的に径方向外側へ突出し、加工穴内壁を切削するので加工穴径の縮小を抑制する。さらに、前記さらい刃31aは、コーナ刃11よりも該穴明け工具の回転軸線O方向後方側に設けられるので、前記コーナ刃11が加工穴から抜ける際にも、該工具本体1を支持する効果と、加工穴径の縮小を抑制する効果と、を持続する。
【0033】
前記さらい刃31aの最外周部のコーナ刃11の最外周部に対する半径の差は、−0.2mm〜0.2mmの範囲で適宜調整可能とされるのが好ましい。その理由は、上記半径の差が−0.2mm未満では前記さらい刃31aが加工穴内壁を切削しなくなり、加工穴径の縮小を抑制する効果が得られない場合があり、上記半径の差が0.2mmを越えると前記さらい刃31aの径方向切込みが過大となり、所望する加工穴径より大径となってしまうという問題が生じるからである。
【0034】
前記さらい刃31aの該工具本体1の回転軸線O回りの回転形状において、さらい刃31aの回転軸線O方向の長さL2は、0.5mm〜3.0mmの範囲とするのが好ましい。上記0.5mm未満では前記さらい刃31aに生じる背分力は外周刃7Bに生じる背分力より相対的に過小となるため、前記外周刃7Bに生じる背分力を打ち消す作用が低減し、該工具本体1の撓みを充分抑制できず加工穴径の縮小を改善できない。上記3.0mmを超えると前記さらい刃31aに生じる背分力は過大となり該工具本体1にびびりを生じるため、加工穴内壁の表面あらさが劣化したり加工穴径が不安定になったりするからである。
【0035】
前記さらい刃31aは、該工具本体1の回転軸線O回りの回転形状が図8(c)に示すように曲率半径R2の円弧状に形成されることが好ましい。そうすれば、該工具本体1の撓みに伴う前記さらい刃31aの回転軸線Oに対する傾斜の影響を受けることがなく、加工穴内壁には前記さらい刃31aの円弧部が転写され、安定した仕上げ面あらさが得られる。前記曲率半径R2が50mm未満では、送り条件が高い穴明け加工において仕上げ面あらさが悪くなり、前記曲率半径R2が500mmを越えると、さらい刃31aの回転軸線Oに対する傾斜が大きい場合には上記仕上げ面あらさが悪くなりやすい。そのため前記曲率半径R2は50mm〜500mmの範囲が好ましい。さらに好ましくは前記曲率半径R2が50mm〜300mmの範囲であり、そうすれば、さらい刃31aを該工具本体1に装着するにあたって、前記さらい刃31aの回転軸線Oに対する傾斜を高精度に管理する必要がなく、加工穴内壁の仕上げ面あらさは良好且つ安定する。
【0036】
前記さらい刃31aには、その切れ刃稜線に沿ってホーニング31dが形成されるのが好ましい。このホーニング31dは、前記さらい刃31aの切れ刃直角断面において、例えば図8(d)に示すようなチャンファホーニング形状をなす。前記チャンファホーニング31dは、前記さらい刃31aのすくい面31bとなす角度β1が15゜〜60゜、且つ、すくい面における幅W1が0.1mm〜1.0mmに形成されるのが好ましい。これは、上記角度β1が15゜未満、又は、上記幅W1が0.1mm未満では、前記さらい刃31aが加工穴内壁を切削したときの背分力が、コーナ刃11に生じる背分力に対して過小となり、前記背分力を打ち消す効果が得られなくなるためであり、上記角度β1が60゜を越えるか、又は、上記幅W1が1.0mmを越えると、前記さらい刃31aの背分力が過大となり、該穴明け工具にびびりが生じるためである。上記角度β1が30゜〜60゜、且つ、上記幅W1が0.1mm〜1.0mmとされるのが特に好ましい。そうすれば、前記さらい刃31aの背分力によるコーナ刃11の背分力を打ち消す効果が高められる。また、前記さらい刃31aには、その切れ刃稜線に沿ってランド31eが形成されてもよい。前記ランド31eは、図8(f)に示すように、さらい刃31aの切れ刃直角断面において直線状をなし、すくい面31bの法線に対する角度β2が0゜〜15゜、且つ、逃げ面31cにおける幅(ランド幅)W2が0.5mm〜2.0mmの範囲に形成される。これは、上記角度β2が0゜未満、又は、上記幅W2が2.0mmより大きいと、ランド31eが加工穴内壁と強く摺接し、さらい刃31aの背分力が過度に高まり該穴明け工具にびびりが生じてしまうからであり、上記角度β2が15゜より大きいか、又は、上記幅W2が0.5mmより小さくなると、ランド31eが加工穴内壁と接触せず、前記さらい刃31aの背分力がコーナ刃11の背分力に対して過小となり、前記背分力を打ち消す効果が得られなくなるためである。なお、図8(e)および(g)に示すように、さらい刃31aの切れ刃直角断面において、ホーニング31d又はランド31eは、すくい面31bおよび逃げ面31eとの交点が円弧で形成されてもよい。そして、この円弧の曲率半径R3は0.01mm〜0.2mmの範囲とするのが好ましい。上記曲率半径R3が0.01mm未満では、さらい刃31aおよびランド31eが欠損しやすく、上記曲率半径R3が0.2mmより大きいと、さらい刃31aおよびランド31eに溶着が生じ加工穴内壁の仕上げ面あらさを劣化させてしまう。
【0037】
さらい刃31aは、図8(a)に示すように外周刃7Bの該工具本体1の回転軸線Oを基準とし略対称な円周方向の位置に1つのさらい刃31aが設けられるとともに、外周刃7Bの位置を基準にして該穴明け工具の円周方向に−10゜〜10゜の範囲に(前記1つのさらい刃31aに略対称な円周方向の位置に)もう1つのさらい刃が設けられてもよい。そうすれば、2つのさらい刃31aにより、該工具本体1はコーナ刃11の背分力の作用する方向によりいっそう支持され撓みが抑制され、加工穴径の縮小が大幅に改善される。あるいは、該工具本体1が上記背分力の作用する方向に対して負の向きに撓みを生じたとしても、前記撓み側に設けられたさらい刃31aは、コーナ刃11より相対的に外径を大きくし加工穴を切削することになり加工穴径の縮小が抑制される。さらに、図8(a)において、外周刃7Bおよび中心刃7Aに対して垂直方向に生じる主分力に対して該工具本体1を支持するガイドパッド21Bが設けられてもよい。そうすれば、該工具本体1の前記主分力の作用する方向の撓みを抑制したうえで、上記さらい刃31aは前記外周刃7Bの背分力の作用する方向の撓みを抑制し、あるいは、該工具本体1に撓みが生じたときにもさらい刃31aは加工穴内壁を切削することになり、加工穴径の縮小をより効果的に抑制できる。
【0038】
本発明に係る穴明け工具は、上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で実施可能であり、ドリルに限らず、例えばボーリングカッタ、BTA工具、トレパニングツール等に適用することができ、外周刃、中心刃、さらい刃等の切れ刃をなすチップは、工具本体に一体的に形成されたチップ座に固着されるものに限らず、カートリッジ等を介して工具本体に固着されるものであってもよい。また、前記チップの工具本体への固着形式は、ねじ止め形式に限定されず例えばクランプオン形式、楔止め形式のような従来公知の形式全てに適用可能であり、チップが例えば鋼製のカートリッジにろう付けされてなるいわゆるブレード形式であってもよい。
【0039】
【発明の効果】
本発明の穴明け工具は、該工具の回転軸線Oを中心として外周刃の最外周部に形成されるコーナ切れ刃と対称な位置から該工具の回転方向Kに−10゜〜10゜の円周方向の範囲に少なくとも1つのガイドパッド又はさらい刃が該工具本体外周面から突出して設けられる。そうすれば、前記ガイドパッドは、前記外周刃の背分力方向に対向して該工具本体を支持し撓みを抑制するので、該穴明け工具は、前記外周刃の外径の縮小を抑え、加工穴径の縮小を改善する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の穴明け工具の先端部の正面図である。
【図2】図1に示す穴明け工具の先端視側面図である。
【図3】(a) 図1に示す穴明け工具の背面側側面図である
(b) 図3(a)に示す穴明け工具のガイドパッドの詳細図である。
(c) 図3(a)に示す穴明け工具における他のガイドパッドの詳細図である。
【図4】図1に示す穴明け工具の上側面図である。
【図5】図1に示す穴明け工具の下側面図である。
【図6】(a) 図1に示す穴明け工具のA−A断面図である。
(b) 図1に示す穴明け工具のB−B断面図である。
【図7】(a) 図1に示す穴明け工具の一部分解斜視図である。
(b) 図1に示す穴明け工具の一部分解斜視図である。
【図8】(a) 本発明に係る発明の第2実施例の穴明け工具の正面図である
(b) 図8(a)に示す穴明け工具のさらい刃の詳細図である。
(c) 図8(a)に示す穴明け工具のさらい刃の変形例の詳細図である。
(d) 図8(b)、(c)におけるC−C断面図である。
(e) 図8(b)、(c)におけるC−C断面図である。
(f) 図8(b)、(c)におけるC−C断面図である。
(g) 図8(b)、(c)におけるC−C断面図である。
【図9】(a) 第1の従来穴明け工具の先端部の背面側側面図である。
(b) 第1の従来穴明け工具の先端部の正面図である。
【図10】図9に示す穴明け工具の切れ刃詳細図である。
【図11】第2の従来穴明け工具の先端部の正面図である。
【図12】図11に示す穴明け工具の先端視側面図である。
【符号の説明】
1 工具本体
3、4 フルート溝
7 チップ
7A 中心刃
7B 外周刃
7a、7b 外周刃辺稜部
7c、7d 中心刃辺稜部
11 コーナ刃
21、21A、21B ガイドパッド
21a、21b ガイドパッド外周面
22 ねじ
23A、23B スペーサ
30 さらい刃チップ取付カートリッジ
31 さらい刃チップ
31a さらい刃
31d ホーニング
31e ランド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a throw-away type drilling tool (hereinafter, referred to as a drilling tool) to which a throw-away tip (hereinafter, referred to as a tip) is mounted.
[0002]
[Prior art]
In some conventional drilling tools, the bottom blade is composed of an outer peripheral blade and a center blade. FIGS. 9 and 10 show a first conventional drilling tool of this kind. 9 (a) and 9 (b) are a front view and a rear view, respectively, of the tip of the drilling tool. FIG. 10 is a rotation locus about the rotation axis O of the outer peripheral blade and the center blade of the drilling tool shown in FIG. It is.
[0003]
As shown in FIG. 9, in the first conventional drilling tool, the
[0004]
As shown in FIGS. 9 and 10, the
[0005]
The
[0006]
In the drilling tool having such a configuration, the
[0007]
Further, as a second conventional drilling tool of this type, there is a tool provided with a guide pad for ensuring high straightness, particularly when a machining hole is removed. The drilling tool is shown in FIGS. FIG. 11 is a front view of the tip of the drilling tool, and FIG. 12 is a side view of the drilling tool as viewed from the tip. In this conventional drilling tool, the tool
[0008]
Further, in the
[0009]
In both the tip inner
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-10-029108 (
[Patent Document 2]
JP-A-2002-239822 (
[Problems to be solved by the invention]
[0011]
In the first conventional drilling tool described above, a back force is generated on the outer
[0012]
The above-mentioned second conventional drilling tool can ensure the straightness of the
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a drilling tool in which a reduction in the diameter of a drilled hole in drilling is improved.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve such an object, a drilling tool according to the present invention includes a plurality of throwaways at a tip end of a substantially cylindrical tool body rotated around a rotation axis (O). In a throw-away type drilling tool, the inserts are detachably mounted by being shifted in the radial direction so that rotation trajectories of the cutting edges around the rotation axis (O) are continuous in the radial direction. At least one guide pad or -10 ° to 10 ° in a circumferential direction of the drilling tool from a position symmetrical to a corner blade formed on the outermost peripheral portion of the drilling tool with respect to the center (P); A throw-away drilling tool characterized in that a razor blade is provided so as to protrude from an outer peripheral surface of the tool body.
[0015]
In the drilling tool having the above-described configuration, a guide pad provided on the outer periphery of the tip end portion of the tool main body along the rotation axis (O) direction of the tool main body slides on the inner wall of the processing hole to thereby form the tool main body. Support and improve straightness. Further, the guide pad is disposed in a circumferential direction within a range of -10 ° to 10 ° around a position symmetrical with the corner blade with respect to the rotation axis (O) of the tool body. The tool body is supported opposite to the direction of action of the back force of the corner blade, effectively suppressing the bending of the tool body and effectively reducing the outer diameter of the corner blade due to the bending. Can be suppressed. Therefore, reduction in the diameter of the machined hole is significantly suppressed. In addition, when high-feed machining is performed, a high cutting resistance is generated, so that whirling of the drilling tool is suppressed, and the diameter of the machining hole is increased, and damage to the center blade and the outer peripheral blade is improved.
[0016]
Further, in the drilling tool having the above-described configuration, the flat blade provided on the outer periphery of the tip of the tool main body has a center at a position symmetrical to the corner blade with respect to the rotation axis center (P) of the tool main body. When it is arranged in the range of 10 ° to 10 °, it acts so as to partially cancel back force of the corner blade, more effectively supports the tool body, and suppresses bending of the
[0017]
In the drilling tool, the guide pad is mounted so as to be movable in a radial direction of the tool main body, and a difference in radius between an outermost peripheral portion of the guide pad and an outermost peripheral portion of the corner blade is -0.2 mm to 0 mm. It is preferable to be able to adjust to the range of. Then, if the difference between the radii is equal to or more than -0.2 mm, the guide pad slides into contact with the inner wall of the processing hole and suppresses the bending of the tool body, thereby suppressing the reduction of the processing hole diameter. If the absolute value of the difference between the radii approaches 0 mm, the action of suppressing the deflection of the tool body of the guide pad becomes higher, and furthermore, the guide pad causes the corner blade to have a smaller diameter when the corner blade is worn. It acts so as to protrude outward in the direction, thereby suppressing a reduction in the diameter of the machined hole. However, if the difference between the radii exceeds 0 mm, the diameter of the machined hole increases, so that it is preferable to set the difference to 0 mm or less.
[0018]
In the drilling tool, it is preferable that the guide pad is provided on a rear side of the tool main body in the rotation axis (O) direction with respect to the corner blade. When the guide pad is provided behind the corner blade in the rotation axis (O) direction of the tool main body, the guide pad maintains the effect of suppressing the bending of the tool main body even when the corner blade comes out of the machining hole. I do. Therefore, the reduction in the diameter of the processing hole when the processing hole is pulled out is suppressed, and the whirling of the tool main body is suppressed, so that the loss of the outer peripheral blade and the center blade is prevented.
[0019]
In the above-mentioned drilling tool, the wiping blade is mounted so as to be movable in a radial direction of the tool main body, and a difference in radius between an outermost peripheral portion of the wiping blade and an outermost peripheral portion of the corner blade is −0.2 mm to 0 mm. It is preferable to be able to adjust to a range of 0.2 mm. If the difference between the radii is less than -0.2 mm, the wiping blade will not cut the inner wall of the processing hole, and the effect of suppressing the reduction of the processing hole diameter will be lost. If the difference between the radii exceeds 0.2 mm, the cutting depth in the radial direction of the wiping blade becomes excessive, and the diameter becomes larger than a desired processing hole diameter. Further, since the wiping blade performs a minute finish cutting of the cutting hole in the radial direction with respect to the inner wall of the processing hole, the finished surface roughness of the inner wall of the processing hole is improved, and the outer cutting edge that has been previously cut is generated when the outer cutting edge comes off. Finish cut and removed.
[0020]
In the above-mentioned drilling tool, it is preferable that the wiping blade is provided on the rear side in the rotation axis (O) direction of the tool main body with respect to the corner blade. Then, even when the corner blade comes out of the machining hole, the effect of supporting the tool main body and the effect of suppressing the reduction of the machining hole diameter are maintained.
[0021]
Further, in the above-mentioned drilling tool, chamfer honing is formed along the ridge line of the razor blade, and in the section perpendicular to the cutting edge of the razor blade, the chamfer honing has an angle (β1) with the rake face of 15 °. It is preferable that the width (W1) on the rake face is in the range of 0.1 mm to 1.0 mm. This is because when the angle (β1) is less than 15 ° or the width (W1) is less than 0.1 mm, the back force generated when the wiping blade cuts the inner wall of the processing hole causes the back force generated at the corner blade. When the angle (β1) is larger than 60 ° or the width (W1) is larger than 1.0 mm, the above-mentioned angle (β1) becomes too small, and the effect of canceling the back force is not obtained. This is because the spinning force of the wiping blade becomes excessive and chatter occurs in the drilling tool.
[0022]
In the above-mentioned drilling tool, a land is formed along the ridge line of the razor blade, and in a cross section perpendicular to the cutting edge of the razor blade, the land has a straight line shape and an angle (β2) with respect to a normal of the rake face. ) Is formed in the range of 0 ° to 15 ° and the width (W2) of the flank is formed in the range of 0.5 mm to 2.0 mm. This is because if the angle (β2) is less than 0 ° or the width (W2) is greater than 2.0 mm, the land portion comes into strong sliding contact with the inner wall of the processing hole, and the spinning force of the wiping blade is excessively increased. This is because chatter occurs in the drilling tool. If the angle (β2) is larger than 15 ° or the width (W2) is smaller than 0.5 mm, the land does not contact the inner wall of the processing hole. This is because the back force of the wiping blade becomes too small relative to the back force of the corner blade, and the effect of canceling the back force cannot be obtained.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of a drilling tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of a tip portion of a drilling tool provided with a guide pad. FIG. 2 is a front view of the tool shown in FIG. 3 (a) is a rear view of the drilling tool shown in FIG. 1, and FIGS. 3 (b) and 3 (c) show a guide pad (provided on the
[0024]
In the first embodiment, the tool
[0025]
At the tip end of the
[0026]
The
[0027]
As shown in FIGS. 2 and 3, the tip of the tool
[0028]
In such a drilling tool, the
[0029]
The rotation shape of the outer
[0030]
As shown in FIG. 2, the
[0031]
Further, a scouring
[0032]
According to the above-described configuration, the
[0033]
It is preferable that the difference in radius between the outermost peripheral portion of the
[0034]
In the rotation shape of the
[0035]
It is preferable that the
[0036]
It is preferable that the honing 31d is formed on the
[0037]
As shown in FIG. 8 (a), the wiping
[0038]
The drilling tool according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented without departing from the gist of the present invention, and is not limited to a drill, and is applied to, for example, a boring cutter, a BTA tool, a trepanning tool, and the like. The tip forming the cutting edge such as the outer peripheral blade, the center blade, and the flat blade is not limited to the one fixed to the tip seat formed integrally with the tool main body, and may be attached to the tool main body via a cartridge or the like. It may be fixed. Further, the type of fixing the tip to the tool body is not limited to the screw type, and can be applied to all conventionally known types such as a clamp-on type and a wedge type. A so-called braided brazed type may be used.
[0039]
【The invention's effect】
The drilling tool according to the present invention has a circle of −10 ° to 10 ° in the rotation direction K of the tool from a position symmetrical with a corner cutting edge formed on the outermost peripheral portion of the outer peripheral center with respect to the rotation axis O of the tool. At least one guide pad or razor blade is provided in a circumferential range so as to protrude from the outer peripheral surface of the tool body. Then, since the guide pad supports the tool main body in the direction of the back force of the outer peripheral blade and suppresses bending, the drilling tool suppresses a reduction in the outer diameter of the outer peripheral blade, Improve the reduction of machining hole diameter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a tip portion of a drilling tool according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the drilling tool shown in FIG.
3A is a rear side view of the drilling tool shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3B is a detailed view of a guide pad of the drilling tool shown in FIG.
FIG. 4C is a detailed view of another guide pad in the drilling tool shown in FIG.
FIG. 4 is a top view of the drilling tool shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a bottom view of the drilling tool shown in FIG. 1;
FIG. 6A is a sectional view taken along line AA of the drilling tool shown in FIG. 1;
(B) It is BB sectional drawing of the drilling tool shown in FIG.
FIG. 7A is a partially exploded perspective view of the drilling tool shown in FIG. 1;
(B) It is a partially exploded perspective view of the drilling tool shown in FIG.
FIG. 8A is a front view of a drilling tool according to a second embodiment of the present invention.
(B) It is a detailed view of the flat blade of the drilling tool shown in FIG. 8 (a).
(C) It is a detailed view of a modification of the wiping blade of the drilling tool shown in FIG.
(D) It is CC sectional drawing in FIG.8 (b), (c).
(E) It is CC sectional drawing in FIG.8 (b), (c).
(F) It is CC sectional drawing in FIG.8 (b), (c).
(G) It is CC sectional drawing in FIG.8 (b), (c).
FIG. 9A is a rear side view of the tip of the first conventional drilling tool.
(B) It is a front view of the front-end | tip part of the 1st conventional drilling tool.
FIG. 10 is a detailed view of a cutting edge of the drilling tool shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a front view of a tip portion of a second conventional drilling tool.
FIG. 12 is a side view of the drilling tool shown in FIG. 11 as viewed from the front end.
[Explanation of symbols]
1 Tool body
3, 4 flute grooves
7 chips
7A center blade
7B Outer edge
7a, 7b Outer edge edge
7c, 7d Central blade edge
11 Corner blade
21, 21A, 21B Guide pad
21a, 21b Outer peripheral surface of guide pad
22 screws
23A, 23B spacer
30 Flat blade insert cartridge
31 Swirl blade tip
31a razor blade
31d honing
31e Land
Claims (7)
回転軸線中心(P)を基準として該穴明け工具の最外周部に形成されたコーナ刃と対称な位置から該穴明け工具の円周方向に−10°〜10°の範囲に少なくとも1つのガイドパッド又はさらい刃が該工具本体の外周面から突出して設けられていることを特徴とするスローアウェイ式穴明け工具。A plurality of indexable inserts are provided at the tip of the substantially cylindrical tool body rotated about the rotation axis (O) so that the rotation trajectories of the respective cutting edges about the rotation axis (O) are continuous in the radial direction. In a throw-away type drilling tool, which is detachably attached by being displaced in the radial direction,
At least one guide extending from a position symmetrical to a corner blade formed on the outermost peripheral portion of the drilling tool with respect to the center of rotation axis (P) in a range of -10 ° to 10 ° in a circumferential direction of the drilling tool; A throw-away type drilling tool, wherein a pad or a razor blade is provided so as to protrude from an outer peripheral surface of the tool body.
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